题目
以乙烷为原料裂解生产乙烯,通入反应器的乙烷为7000 , (kg/h),参加反应的乙烷量为4550 , (kg/h),没有参加反应的乙烷的5%损失掉,其余都循环回裂解炉。得到乙烯3332 , (kg/h),求乙烯的原料消耗定额。消耗定额:生产单位产品所消耗的原料量
以乙烷为原料裂解生产乙烯,通入反应器的乙烷为$7000 \, \text{kg/h}$,参加反应的乙烷量为$4550 \, \text{kg/h}$,没有参加反应的乙烷的$5\%$损失掉,其余都循环回裂解炉。得到乙烯$3332 \, \text{kg/h}$,求乙烯的原料消耗定额。 消耗定额:生产单位产品所消耗的原料量
题目解答
答案
根据题意,总乙烷进料为7000 kg/h,其中4550 kg/h参与反应,未反应乙烷为2450 kg/h。其中,5%(即122.5 kg/h)损失,其余循环。总乙烷消耗量为:
\[
4550 + 122.5 = 4672.5 \, \text{kg/h}
\]
乙烯产量为3332 kg/h,故消耗定额为:
\[
\text{消耗定额} = \frac{4672.5}{3332} \approx 1.402 \, \text{kg乙烷/kg乙烯}
\]
最终结果为:1.402 kg乙烷/kg乙烯。
答案:1.402 kg乙烷/kg乙烯。
解析
考查要点:本题主要考查对原料消耗定额的理解与计算,涉及化学反应中原料的平衡分析。
解题核心思路:
- 明确消耗定额的定义:生产单位产品所消耗的原料总量,包括转化为产品的部分和损失的部分。
- 确定总消耗量:参与反应的乙烷量 + 未反应但损失的乙烷量。
- 排除循环部分的影响:未反应且未损失的乙烷循环回系统,不计入消耗量。
破题关键点:
- 未反应乙烷的损失计算:未反应乙烷的5%损失,需单独计算这部分量。
- 总消耗量的构成:反应消耗量与损失量之和。
步骤1:计算未反应乙烷总量
总乙烷进料为 $7000 \, \text{kg/h}$,参与反应的乙烷为 $4550 \, \text{kg/h}$,因此未反应乙烷为:
$7000 - 4550 = 2450 \, \text{kg/h}$
步骤2:计算未反应乙烷的损失量
未反应乙烷的 $5\%$ 损失,损失量为:
$2450 \times 5\% = 122.5 \, \text{kg/h}$
步骤3:计算总乙烷消耗量
总消耗量包括反应消耗的乙烷和损失的乙烷:
$4550 + 122.5 = 4672.5 \, \text{kg/h}$
步骤4:计算乙烯的原料消耗定额
乙烯产量为 $3332 \, \text{kg/h}$,消耗定额为:
$\text{消耗定额} = \frac{4672.5}{3332} \approx 1.402 \, \text{kg乙烷/kg乙烯}$